DE10333651A1 - Schaltungsanordnung für Kraftfahrzeuge - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Kraftfahrzeug zur Kennzeichnung einer von mehreren Varianten einer elektrisch steuerbaren Baueinheit, bei der DOLLAR A È die Baueinheit mit einem Kodierstecker verbindbar ist und DOLLAR A È der Kodierstecker mindestens einen elektrischen Anschluss aufweist, der direkt oder indirekt mit einem Messeingang einer Auswerteeinheit verbindbar ist, und DOLLAR A È der Kodierstecker eine feste elektrische Beschaltung aufweist, durch die am Messeingang in der Auswerteeinheit ein definierter elektrischer Zustand erzeugbar ist, und DOLLAR A in der Auswerteeinheit der elektrische Zustand erfasst wird und mit abgespeicherten Daten verglichen wird, durch die jeder möglichen Variante der Baueinheit jeweils ein von allen anderen Zuständen unterscheidbarer definierter elektrischer Zustand zugeordnet ist.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für Kraftfahrzeuge.
- Beispielsweise aus der
DE 100 61 025 A1 oder derDE 21 33 062 A1 sind Schaltanordnungen für Kraftfahrzeuge bekannt, womit über manuell zu betätigende Schalter in einer Bedieneinheit abhängig von der Schalterstellung unterschiedliche Wiederstände an den Messeingang einer Auswerteschaltung angelegt werden. Hierdurch findet eine manuell zu betätigende Kennzeichnung einer von mehreren anforderbaren Funktionen statt. - Es ist Aufgabe der Erfindung, eine einfache und kostengünstige Schaltanordnung für Kraftfahrzeuge zur Kennzeichnung einer von mehreren Varianten einer elektrisch steuerbaren Baueinheit zu schaffen.
- Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche.
- Durch die Erfindung kann eine Steuereinheit zur Steuerung der Baueinheit weiterhin unabhängig von der Baueinheit gefertigt, geliefert und verbaut werden. Bei unterschiedlichen Varianten einer Baueinheit ist kein logistischer Zusatzaufwand erforderlich. Die Variante wird durch die Auswerteeinheit, die vorzugsweise in der Steuereinheit zur Steuerung der Baueinheit integriert ist, „gelernt". Nach Erkennen der Variante in der Auswerteeinheit bzw. in der Steuereinheit können mechanische Toleranzen steuerungstechnisch ausgeglichen werden. Konstruktive Maßnahmen zur Verringerung der Toleranzen können eingespart werden. Eine einfache Auswertung in der Auswerteeinheit bzw. in der Steuereinheit ist gegeben. Auch im Kundendienst ist eine einfache Handhabung beim Austausch einer Baueinheit möglich. Die neue Variante kann neu gelernt werden.
- In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt
-
1 eine mögliche Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltanordnurg bei Kraftfahrzeugen mit regelbarem Allradantrieb, -
2 eine erste Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltanordnung -
3 eine zweite Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltanordnung, -
4a und4b ein Beispiel für das Zustandekommen unterschiedlicher Varianten einer elektrisch steuerbaren Baueinheit in Form einer Aktuatorvorrichtung für den regelbaren Allradantrieb -
1 zeigt eine Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung bei einer Steuervorrichtung für ein zumindest zeitweise vierradgetriebenes Kraftfahrzeug mit einer elektronischen Steuereinheit, mittels der das Antriebsmoment einer Antriebseinheit auf primäre Antriebsräder, die permanent mit der Antriebseinheit verbunden sind, und auf sekundäre Antriebsräder, die bedarfsweise über eine Übertragungskupplung mit der Antriebseinheit verbindbar sind, variabel verteilbar ist. Dabei ermittelt die Steuereinheit ein Soll-Kupplungsmoments, das mittels einer Aktuatorvorrichtung an der Übertragungskupplung einzustellen ist. Die Steuereinheit enthält die Auswerteeinheit und die Aktuatorvorrichtung für die Übertragungskupplung ist ein Beispiel für eine elektrisch steuerbare Baueinheit. - Im Detail ist in
1 ein zeitweise vierradgetriebenes Fahrzeug in Form eines grundsätzlich hinterradangetriebenen Kraftfahrzeugs mit bedarfsweise über eine Übertragungskupplung1 zuschaltbarem Vorderradantrieb dargestellt. Die Übertragungskupplung1 ist über eine Steuereinheit, bestehend aus einer Hauptsteuereinheit8 und einer Zusatzsteuereinheit10 , einstellbar. Die Zusatzsteuereinheit10 ist räumlich von der Hauptsteuereinheit8 getrennt und in der Nähe der Übertragungskupplung1 angeordnet. (Die Steuereinheit muss jedoch nicht aus zwei Teilsteuereinheiten bestehen.) - Bei einem Fahrzeug nach
1 wird mit offener Übertragungskupplung1 das gesamte Drehmoment (Antriebsmoment) der Antriebseinheit9 auf die Räder6 und7 der Hinterachse3 übertragen. Vorzugsweise besteht die Antriebseinheit9 aus einer Brennkraftmaschine, einem Getriebe und mindestens einem Antriebssteuergerät (hier nicht näher dargestellt). Das Antriebssteuergerät kommuniziert beispielsweise auch über den bekannten Datenbus CAN mit der Hauptsteuereinheit8 und der Zusatzsteuereinheit10 . In1 sind die Hinterräder6 und7 die primären Antriebsräder, da sie permanent mit der Antriebseinheit9 verbunden sind. Mit zunehmendem Kupplungsmoment an der Übertragungskupplung1 treibt die Antriebseinheit9 auch die Räder4 und5 der Vorderachse2 an. Somit sind die Vorderräder4 und5 die sekundären Antriebsräder. - Die Hauptsteuereinheit
8 , die vorzugsweise Teil eines elektronischen Fahrdynamikregel-Steuergeräts (z. B. DSC von BMW) ist, berechnet abhängig von im Steuergerät erfassten und/oder ermittelten Parametern ein Soll-Kupplungsmoment MKsoll. Die Hauptsteuereinheit8 erfasst oder ermittelt beispielsweise die Fahrpedalstellung FP, den Lenkwinkel LW, die Gierrate bzw. Gierwinkelgeschwindigkeit r, die Raddrehzahlen nVL, nHL, nVR, nHR aller Räder4 ,5 ,6 ,7 sowie die Fahrzeuggeschwindigkeit v als Parameter zur Ermittlung des Soll-Kupplungsmoments MKsoll. Das Soll-Kupplungsmoment MKsoll wird über den bekannten Fahrzeug-Datenbus CAN an die Zusatzsteuereinheit10 weitergeleitet. - Die Zusatzsteuereinheit
10 setzt das Soll-Kupplungsmoment MKsoll in ein entsprechendes elektrisches Ansteuersignal für die Aktuatorvorrichtung der Übertragungskupplung1 um. In der Zusatzsteuereinheit10 ist vorzugsweise eine Auswerteeinheit22 enthalten. Details zur Auswerteeinheit22 und zu den beiden alternativen Kodiersteckern20a bzw.20b , die einerseits mit der Aktuatorvorrichtung und andererseits mit der Auswerteinheit22 bzw. mit der Zusatzsteuereinheit10 direkt oder indirekt verbindbar sind, werden im Zusammenhang mit den2 und3 beschrieben. - Die Aktuatorvorrichtung ist hier ein Beispiel für eine elektrisch steuerbare Baueinheit. Die Aktuatorvorrichtung umfasst beispielsweise einen Elektromotor, der zum Öffnen und Schließen der Übertragungskupplung
1 ein Schneckengetriebe bewegt. Bei der Ansteuerung der Aktuatorvorrichtung wird ein hohes Maß an Genauigkeit gefordert, da das tatsächlich eingestellte Soll-Kupplungsmoments MKsoll nicht erfasst wird. Da also keine kontrollierende Regelung sondern eine Steuerung der Aktuatorvorrichtung vorgenommen wird und bekannterweise derartige Aktuatorvorrichtungen hohe Toleranzen aufweisen, ist eine Klassifizierung der Aktuatorvorrichtungen erforderlich. Für die tatsächliche Einstellung eines Soll-Kupplungsmoments MKsoll können abhängig von Toleranzen unterschiedliche Einstellwinkel φ erforderlich sein. Diese Problematik ist in -
4a gezeigt. Es ergeben sich also Offsetfehler Foffset und Steigungsfehler FSteigung. In4b wird abhängig von der Verteilung der Offsetfehler Foffset nd Steigungsfehler FSteigung eine Klassifizierung, d.h. hier eine Einteilung in fünfzehn Klassen K1 bis K15, vorgenommen. Die unterschiedlichen Klassen entsprechen den möglichen Varianten der Aktuatorvorrichtung. - In den
2 und3 sind eine erste und eine zweite mögliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung für Kraftfahrzeuge zur Kennzeichnung einer von mehreren Varianten einer elektrisch steuerbaren Baueinheit in Form der genannten Aktuatorvorrichtung1b für die Übertragungskupplung1 näher dargestellt:
In2 ist die Aktuatorvorrichtung1b mit einem Kodierstecker20a über die hier beispielhaft dargestellten sechs elektrischen Anschlüsse verbindbar. Der Kodierstecker20a weist mindestens einen elektrischen Anschluss b auf, der direkt oder indirekt unter Zwischenschaltung eines Kabels oder Kabelbaumes21 mit einem Messeingang m der Auswerteeinheit22 verbindbar ist. Vorzugsweise ist hier die Auswerteeinheit22 in der Zusatzsteuereinheit10 , also innerhalb einer elektronischen Steuereinheit zur Steuerung der Baueinheit, integriert. Im speziellen Beispiel nach2 ist der Kodierstecker20a ein Zwischenstecker zwischen den elektrischen Anschlüssen der Aktuatorvorrichtung1b und den elektrischen Anschlüssen der Auswerteeinheit22 bzw. der Zusatzsteuereinheit10 . Auch kann der Kodierstecker20a ein Zwischenstecker zwischen den elektrischen Anschlüssen der Aktuatorvorrichtung1b und den Anschlüssen eines Kabelbaums21 sein (daher ist der Kabelbaum21 gestrichelt dargestellt), der wiederum mit der Auswerteeinheit22 bzw. der Zusatzsteuereinheit10 verbindbar ist. Unter dem Begriff Zwischenstecker ist ein Stecker gemeint, der eingangs- und ausgangsseitige elektrische Anschlüsse aufweist. Dabei sind vorzugsweise die Anzahl der elektrischen Anschlüsse der Aktuatorvorrichtung1b gleich der Anzahl der elektrischen Anschlüsse (sowohl eingangsseitig als auch ausgangsseitig) des Kodiersteckers20a und die Anzahl der elektrischen Anschlüsse des Kodiersteckers20a (eingangsseitig wie auch ausgangsseitig) gleich der Anzahl der elektrischen Anschlüsse der Auswerteeinheit22 bzw. der Zusatzsteuereinheit10 . Ein eventuell zwischen dem Kodierstecker20a und der Auswerteeinheit22 bzw. der Zusatzsteuereinheit10 vorgesehener Kabelbaum21 weist eingangsseitig und ausgangsseitig ebenfalls die gleiche Anzahl elektrischer Anschlüsse wie der Kodierstecker20a und die Auswerteeinheit22 bzw. die Zusatzsteuereinheit10 auf. - In
3 ist eine Schaltungsanordnung gezeigt, bei der anstelle eines Zwischensteckers, der elektrisch mit der Aktuatorvorrichtung1b verbindbar ist, ein Zusatzstecker20b als Kodierstecker verwendet wird, der durch eine mechanische Verbindung an der Aktuatorvorrichtung1b befestigt ist (z. B. Verschraubung des Gehäuses des Zusatzsteckers am Gehäuse der Baueinheit). Ein derartiger Zusatzstecker20b weist nur einseitig zumindest einen elektrischen Anschluss b auf, der direkt oder indirekt über ein Kabel oder über einen Kabelbaum21 mit dem dem Messeingang m zugeordneten elektrischen Anschluss der Auswerteeinheit22 verbindbar ist. Vorzugsweise ist zwischen den elektrischen Anschlüssen der Aktuatorvorrichtung1b und den elektrischen Anschlüssen der Auswerteeinheit22 bzw. der Zusatzsteuereinheit10 ein Kabelbaum21 angeordnet, von dem zumindest das dem Messeingang m zugeordnete Kabel mit dem Anschluss b' abgezweigt wird. - Der Kodierstecker
20a oder20b nach den2 oder3 weist eine feste elektrische Beschaltung auf, durch die am Messeingang m in der Auswerteeinheit22 ein definierter elektrischer Zustand erzeugbar ist. - Dazu ist am Anschluss b des Kodiersteckers
20a oder20b , der direkt oder indirekt mit dem Anschluss m der Auswerteeinheit22 bzw. der Zusatzsteuereinheit10 verbindbar ist, ein ohmscher Widerstand R mit definiertem Wert (kann auch Null oder unendlich sein) angeschlossen, der entsprechend der Beschaltung des Messeinganges beispielsweise gegen „Masse" (siehe Beschaltung des Anschlusses d) oder gegen „Plus" (hier nicht dargestellt) geschaltet werden kann. Die elektrische Beschaltung mit dem ohmschen Widerstand R ist jedenfalls derart, dass am Messeingang m der Auswerteschaltung entsprechend dem Wert des Widerstandes ein entsprechender elektrischer Zustand erfasst werden kann. Vorzugsweise ist sowohl beim Kodierstecker20a als Zwischenstecker als auch beim Kodierstecker20b als Zusatzstecker der definierte Widerstand R auf einer Seite mit dem Anschluss b, der mit dem Messeingang m der Auswerteeinheit22 verbindbar ist, und auf der anderen Seite mit einem Anschluss d angeschlossen, der direkt oder indirekt mit Masse oder Plus in der Auswerteeinheit22 bzw. der Zusatzsteuereinheit10 verbindbar ist. - Jeder möglichen Variante (z. B. Klasse K1 bis K15) der Aktuatorvorrichtung
1b ist beispielsweise jeweils ein von allen anderen Widerstandswerten unterscheidbarer Widerstandswert zugeordnet. In der Auswerteeinheit22 sind Daten abgespeichert, durch die jeder möglichen Variante der Aktuatoreinheit1b jeweils ein von allen anderen Zuständen unterscheidbarer definierter elektrischer Zustand z. B. entsprechend den ausgewählten unterscheidbaren Widerstandwerten zugeordnet ist. - Ein elektrischer Zustand ist z.B. entweder durch einen Spannungswert oder eine Kombination von einem Stromwert und einem Spannungswert definiert. Die Erfindung umfasst z. B. auch elektrische Beschaltungen wie Kurzschluss (entspricht einem Widerstand mit dem Wert Null) des Anschlusses b gegen Masse, Kurzschluss des Anschlusses b gegen Plus und offener Anschluss b (entspricht einem Widerstand mit dem Wert unendlich). Der offene Anschluss b wird aus Kostengründen vorzugsweise für die Variante bzw. für die Klasse (z.B. Klasse K7) verwendet, die an häufigsten verbaut wird. Zur Unterscheidung dieser drei elektrischen Beschaltungen sind z. B. definierte elektrische Zustände in Form von Strom-/Spannungskombinationen erforderlich.
- Der elektrische Zustand wird von der Auswerteeinheit
22 erfasst und mit den abgespeicherten Daten verglichen. Vorzugsweise wird entsprechend der von der Auswerteeinheit22 so erkannten vorliegenden Variante der Baueinheit bzw. Aktuatorvorrichtung1b vorzugsweise über in der Steuereinheit zur Steuerung der Baueinheit bzw. über in der Zusatzsteuereinheit10 abgelegte Kennfelder eine entsprechende Steuerung der Baueinheit bzw. Aktuatorvorrichtung1b vorgenommen.
Claims (6)
- Schaltungsanordnung für Kraftfahrzeuge zur Kennzeichnung einer von mehreren Varianten (K1 bis K15) einer elektrisch steuerbaren Baueinheit (
1b ), wobei • die Baueinheit (1b ) mit einem Kodierstecker verbindbar ist und • der Kodierstecker (20a ;20b ) mindestens einen elektrischen Anschluss (b) aufweist, der direkt oder indirekt mit einem Messeingang (m) einer Auswerteeinheit (22 ) verbindbar ist und • der Kodierstecker (20a ;20b ) eine feste elektrische Beschaltung (R) aufweist, durch die am Messeingang (m) in der Auswerteeinheit (22 ) ein definierter elektrischer Zustand erzeugbar ist, und • in der Auswerteeinheit (22 ) der elektrische Zustand erfasst wird und mit abgespeicherten Daten verglichen wird, durch die jeder möglichen Variante (K1 bis K15) der Baueinheit jeweils ein von allen anderen Zuständen unterscheidbarer definierter elektrischer Zustand zugeordnet ist. - Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Beschaltung des Kodiersteckers ein ohmscher Widerstand mit definiertem Wert (R) ist, der mit dem dem Messeingang (m) der Auswerteschaltung (
22 ) zugeordneten Anschluss (b) des Kodiersteckers (20a ;20b ) verbindbar ist, wobei jeder möglichen Variante (K1 bis K15) der Baueinheit jeweils ein von allen anderen Widerstandswerten unterscheidbarer Widerstandswert zugeordnet ist. - Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kodierstecker (
20a ) ein Zwischenstecker zwischen den elektrischen Anschlüssen der Baueinheit (1b ) und den elektrischen Anschlüssen der Auswerteeinheit (22 ) oder einer die Auswerteeinheit enthaltenden elektronischen Steuereinheit (10 ) zur Steuerung der Baueinheit (1b ) ist. - Schaltungsanordnung nach einem der Patentansprüche
1 bis3 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kodierstecker (20a ) ein Zwischenstecker zwischen den elektrischen Anschlüssen der Baueinheit (1b ) und den Anschlüssen eines Kabelbaums (21 ) ist, der mit der Auswerteeinheit (22 ) oder mit einer die Auswerteeinheit (22 ) enthaltenden elektronischen Steuereinheit (10 ) zur Steuerung der Baueinheit (1b ) verbindbar ist. - Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kodierstecker (
20b ) ein Zusatzstecker ist, der durch eine mechanische Verbindung an der Baueinheit (1b ) befestigt ist und zumindest einen elektrischen Anschluss (b) aufweist, der direkt oder indirekt über ein Kabel oder über einen Kabelbaum mit dem dem Messeingang zugeordneten elektrischen Anschluss (m) der Auswerteeinheit (22 ) oder einer die Auswerteeinheit (22 ) enthaltenden elektronischen Steuereinheit (10 ) zur Steuerung der Baueinheit (1b ) verbindbar ist. - Anwendung einer Schaltungsanordnung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche bei einer Steuervorrichtung für ein zumindest zeitweise vierradgetriebenes Kraftfahrzeug mit einer elektronischen Steuereinheit, mittels der das Antriebsmoment einer Antriebseinheit auf primäre Antriebsräder, die permanent mit der Antriebseinheit verbunden sind, und auf sekundäre Antriebsräder, die bedarfsweise über eine Übertragungskupplung (
1 ) mit der Antriebseinheit verbindbar sind, variabel verteilbar ist, indem die Steuereinheit ein Soll-Kupplungsmoments ermittelt, das mittels einer Aktuatorvorrichtung (1b ) an der Übertragungskupplung (1 ) einzustellen ist, wobei die Steuereinheit die Auswerteeinheit (22 ) enthält und die Aktuatorvorrichtung (1b ) die elektrisch steuerbare Baueinheit ist.
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